DE10301258A1 - Measurement electrode arrangement, especially for electro-impedance tomography, has electrode storage chamber for contact medium for reducing electric transfer resistance between electrode and object - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Messelektrodenanordnung, insbesondere für die Elektro-Impedanz-Tomograhie, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a measuring electrode arrangement, especially for electro-impedance tomography, according to the preamble of the claim 1.
Zur Durchführung der sogenannten Elektro-Impedanz-Tomographie (EIT) bei einem Patienten müssen zahlreiche Messelektroden an dem zu untersuchenden Körperteil des Patienten befestigt werden, wie beispielsweise am Brustkorb des Patienten. Die Messelektroden müssen hierbei möglichst genau positioniert werden und ihre Position während des Messvorgangs möglichst exakt beibehalten werden, da Fehlpositionierungen der Messelektroden das Messergebnis verfälschen würden. Darüberhinaus müssen die Messelektroden den zu untersuchenden Körperteil elektrisch möglichst gut kontaktieren, d.h. der Übergangswiderstand zwischen den Messelektroden und den zu untersuchenden Körperteilen soll möglichst gering sein und darf während des Messvorgangs nicht schwanken.For performing so-called electro-impedance tomography (EIT) in one patient numerous measuring electrodes on the part of the body to be examined attached to the patient, such as on the chest of the patient. The measuring electrodes must be as precise as possible be positioned and their position as possible during the measurement process are maintained exactly, because incorrect positioning of the measuring electrodes Falsify measurement result would. Furthermore have to the measuring electrodes electrically as possible the body part to be examined contact well, i.e. the contact resistance between the measuring electrodes and the body parts to be examined should if possible be low and allowed during of the measuring process do not fluctuate.
Es sind deshalb Messelektrodenanordnungen für die Elektro-Impedanz-Tomographie bekannt, bei denen mehrere Elektroden an der Körperoberfläche des Patienten fest geklebt werden, wodurch eine Veränderung der Elektrodenposition während des Messvorgangs verhindert wird. Die elektrische Kontaktierung des zu untersuchenden Körperteils des Patienten kann sich hierbei jedoch während des Messvorgangs oder zwischen mehreren aufeinanderfolgenden Messvorgängen ändern, wenn eine zwischen der aufgeklebten Elektrode und der Körperoberfläche befindliche Kontaktflüssigkeit austrocknet.They are therefore measuring electrode arrangements for the Electrical impedance tomography known in which several electrodes are glued to the body surface of the patient be causing a change the electrode position during of the measuring process is prevented. The electrical contact of the body part to be examined of the patient can, however, during the measurement process or change between several successive measurements, if one between the glued electrode and the body surface contact liquid dry out.
Nachteilig an den bekannten Messelektrodenanordnungen für die Elektro-Impedanz-Tomographie ist deshalb die unbefriedigende elektrische Kontaktierung des Messobjekts.A disadvantage of the known measuring electrode arrangements for the Electroimpedance tomography is therefore unsatisfactory electrical Contacting the measurement object.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Messelektrodenanordnung zu schaffen, die sich insbesondere für die Elektro-Impedanz-Tomographie eignet und eine möglichst gute elektrische Kontaktierung des Messobjektes ermöglicht.The object of the invention is therefore to create a measuring electrode arrangement, which in particular for the Electroimpedance tomography is suitable and the best possible electrical contact of the measurement object.
Die Erfindung wird, ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Messelektrodenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The invention is based on the known measuring electrode arrangement described at the outset according to the preamble of claim 1, by the characterizing features of the claim 1 solved.
Die Erfindung umfaßt die allgemeine technische Lehre, einen Vorratsraum für ein Kontaktmittel in die Messelektrodenanordnung zu integrieren, wobei das Kontaktmittel den elektrischen Übergangswiderstand zwischen der Messelektrode und dem Messobjekt verringert.The invention encompasses the general technical teaching, a pantry for a contact medium in the Integrate measuring electrode arrangement, the contact means the electrical contact resistance reduced between the measuring electrode and the measuring object.
Vorzugsweise ist der Vorratsraum für das Kontaktmittel auf der dem Messobjekt abgewandten Seite der Messelektrode angeordnet, wobei die Messelektrode für das Kontaktmittel mindestens teilweise durchlässig ist, so dass das Kontaktmittel aus dem Vorratsraum in den Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Messobjekts und der Messelektrode eindringen kann.The storage room is preferably for the contact agent arranged on the side of the measuring electrode facing away from the measuring object, where the measuring electrode for the contact means is at least partially permeable, so that the contact means from the pantry into the space between the surface of the Object and the measuring electrode can penetrate.
Bei dem Kontaktmittel zur Verringerung des elektrischen Übergangswiderstands kann es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit, ein Gel, einen Schaum oder eine Paste handeln. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Arten von Kontaktmitteln beschränkt, sondern auch mit anderen Stoffen realisierbar, die zu einer Verringerung des elektrischen Übergangswiderstands zwischen der Messelektrode und dem Messobjekt beitragen. Die Messelektrode kann für das Kontaktmittel mit allen seinen Bestand teilen durchlässig sein, so dass beispielsweise eine als Kontaktmittel verwendete Flüssigkeit durch die Messelektrode hindurchdringen kann. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Messelektrode nur für einzelne Bestandteile des Kontaktmittels durchlässig ist, wohingegen die Messelektrode für die restlichen Bestandteile des Kontaktmittels undurchlässig sind. Beispielsweise kann das Kontaktmittel Ionen in wäßriger Lösung enthalten, wobei die Ionen durch die Messelektrode hindurch diffundieren können, wohingegen die als Lösungsmittel verwendete Flüssigkeit in dem Vorratsraum zurückgehalten wird.With the contact means for reduction the electrical contact resistance it can be, for example, a liquid, a gel, a foam or trade a paste. However, the invention is not based on this Limited types of contact media, but also feasible with other substances that lead to a reduction the electrical contact resistance between the measuring electrode and the measuring object. The measuring electrode can for the contact medium is permeable to all of its components, so that, for example, a liquid used as a contact means can penetrate through the measuring electrode. However, it is alternative also possible, that the measuring electrode is only for individual Components of the contact means is permeable, whereas the measuring electrode for the remaining components of the contact means are impermeable. For example the contact means may contain ions in aqueous solution, the ions can diffuse through the measuring electrode, whereas those as solvents liquid used in held back from the storeroom becomes.
Die Befestigung der erfindungsgemäßen Messelektrodenanordnung an dem Messobjekt erfolgt vorzugsweise durch eine Verklebung. Hierzu ist vorzugsweise auf der dem Messobjekt zugewandten Seite der Messelektrodenanordnung eine Klebeschicht angeordnet, um die Messelektrodenanordnung an dem Messobjekt zu fixieren. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art der Befestigung der Messelektroden anordnung an dem Messobjekt beschränkt. Es bestehen vielmehr auch andere Möglichkeiten der mechanischen Fixierung der Messelektrodenanordnung an dem Messobjekt, beispielsweise mittels eines gürtelförmigen Elektrodenträgers, der um den Brustkorb des Patienten herum gelegt wird und die einzelnen Messelektroden in einer vorgegebenen geometrischen Konfiguration fixiert. Der Vorratsraum für das Kontaktmittel wird vorzugsweise durch eine Kunststoffschicht begrenzt, die vorzugsweise auf der dem Messobjekt abgewandten Seite der Messelektrode angeordnet ist. Eine derartige Kunststoffschicht kann beispielsweise aus Polyethylen (PE) bestehen, jedoch sind auch andere Materialien möglich. Die Befestigung der als Begrenzung des Vorratsraums dienenden Kunststoffschicht an der Messelektrode erfolgt vorzugsweise durch hitzeverschweißen, oder ultraschallverschweißen, jedoch sind auch andere Herstellungsverfahren denkbar.The attachment of the measuring electrode arrangement according to the invention on the measurement object is preferably done by gluing. For this is preferably on the side of the measuring electrode arrangement facing the measurement object an adhesive layer is arranged around the measuring electrode arrangement to fix the measurement object. However, the invention is not based on this Type of attachment of the measuring electrode arrangement to the measuring object limited. Rather, there are other mechanical options Fixing the measuring electrode arrangement to the measurement object, for example by means of a belt-shaped electrode carrier, the is placed around the patient's chest and the individual Measuring electrodes in a given geometric configuration fixed. The pantry for the contact means is preferably a plastic layer limited, which preferably on the side facing away from the measurement object Measuring electrode is arranged. Such a plastic layer can for example made of polyethylene (PE), but there are also others Materials possible. The attachment of the plastic layer serving as a delimitation of the storage space on the measuring electrode is preferably carried out by heat welding, or ultrasonic welding, however, other manufacturing processes are also conceivable.
Darüberhinaus weist die erfindungsgemäße Messelektrodenanordnung mindestens eine elektrische Abschirmung auf, die aus einem e lektrisch leitfähigen Material besteht und gegenüber der Messelektrode elektrisch isoliert ist. Eine derartige elektrische Abschirmung dient beim Einsatz der erfindungsgemäßen Messelektrodenanordnung als Stimulationselektrode im Rahmen der Elektro-Impedanz-Tomographie dazu, die in der Umgebung befindlichen Messelektroden vor dem durch die Stimulation verursachten Störfeld abzuschirmen. Bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Messelektrodenanordnung zur Erfassung der im Rahmen der Elektro-Impedanz-Tomographie entstehenden Potentialteilungen dient die Abschirmung hingegen dazu, die durch die möglicherweise benachbarten Stimulationselektroden hervorgerufenen Störfelder abzuschirmen.In addition, the invention Measuring electrode arrangement at least one electrical shield, which consists of an electrically conductive material and is electrically insulated from the measuring electrode. When the measuring electrode arrangement according to the invention is used as a stimulation electrode in the context of electro-impedance tomography, such electrical shielding serves to shield the measuring electrodes located in the vicinity from the interference field caused by the stimulation. When the measuring electrode arrangement according to the invention is used to record the potential divisions arising in the context of electro-impedance tomography, the shielding, on the other hand, serves to shield the interference fields caused by the possibly adjacent stimulation electrodes.
In einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Messelektrodenanordnung mehrere Messelektroden auf, die zueinander elektrisch isoliert sind und dadurch eine getrennte Messung beziehungsweise Stimulation ermöglichen.In one embodiment, the measuring electrode arrangement according to the invention has several measuring electrodes, which are electrically insulated from each other and thereby enable a separate measurement or stimulation.
Hierbei sind vorzugsweise auch mehrere elektrische Abschirmungen vorgesehen, die zueinander und zu den einzelnen Messelektroden elektrisch isoliert sind. Eine derartige Anordnung mit mehreren getrennten elektrischen Abschirmungen bietet die Möglichkeit, die Abschirmungen gezielt mit einem elektrischen Signal zu beaufschlagen, um die Abschirmwirkung zu verbessern. Bei einer Verwendung einer Messelektrode als Stimulationselektrode kann die zugehörige Abschirmung beispielsweise gezielt mit einem elektrischen Signal beaufschlagt werden, welches das durch die Stimulation hervorgerufene Störfeld kompensiert.There are preferably also several electrical ones Shields are provided that face each other and to the individual measuring electrodes are electrically isolated. Such an arrangement with several separate electrical shielding offers the possibility of shielding specifically to apply an electrical signal to the shielding effect to improve. When using a measuring electrode as a stimulation electrode can the associated Shielding, for example, with an electrical signal are applied, which compensates for the interference field caused by the stimulation.
Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die erfindungsgemäße Messelektrodenanordnung eine gemeinsame elektrische Abschirmung für sämtliche Messelektroden aufweist, wobei die gemeinsame Abschirmung vorzugsweise auf Massepotential gelegt wird.However, it is alternatively also possible that the measuring electrode arrangement according to the invention a has common electrical shielding for all measuring electrodes, the common shielding preferably being connected to ground potential becomes.
In der erfindungsgemäßen Messelektrodenanordnung ist die Abschirmung vorzugsweise auf der dem Messobjekt abgewandten Seite der Messelektrode angeordnet, um eine möglichst gute Abschirmwirkung zu erreichen.In the measuring electrode arrangement according to the invention the shield is preferably on the side facing away from the measurement object Side of the measuring electrode arranged to have the best possible shielding effect to reach.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Messelektroden an einen gürtelförmigen Elektrodenträger angeordnet, wobei der Elektrodenträger zur Einstellung des Elektrodenabstands dehnbar ist.In a preferred embodiment the individual measuring electrodes are arranged on a belt-shaped electrode carrier, being the electrode carrier is stretchable for adjusting the electrode spacing.
Schließlich umfaßt die Erfindung auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Messelektrodenanordnung bei der Elektro-Impedanz-Tomographie.Finally, the invention also includes the use the measuring electrode arrangement according to the invention in electro-impedance tomography.
Bei dem zu untersuchenden Messobjekt handelt es sich hier vorzugsweise um einen Brustkorb eines Patienten, wobei die erfindungsgemäße Messelektrodenanordnung an dem Brustkorb befestigt wird, um die Elektro-Impedanz-Tomographie durchführen zu können. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des zu untersuchenden Messobjektes nicht auf einen Brustkorb eines Patienten beschränkt, sondern grundsätzlich auch bei anderen Körperteilen einsetzbar.Acting on the test object to be examined it is preferably a patient's chest, wherein the measuring electrode arrangement according to the invention attached to the chest to perform electro-impedance tomography can. However, the invention is regarding the object to be examined not limited to a patient's chest, but basically also applicable to other parts of the body.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachfolgend in der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert.Other advantageous developments of the inventions are characterized in the subclaims and are below in the description of a preferred embodiment the invention closer explained.
Die in
Die Elektrodenanordnung
In der Messelektrodenanordnung
Bei einem lang andauernden Messvorgang oder
bei langen Pausen zwischen aufeinanderfolgenden Messvorgängen besteht
die Gefahr, dass das Gel
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Messelektrodenanordnung
Schließlich weist die erfindungsgemäße Messelektrodenanordnung
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.The invention is not based on the above preferred embodiment limited. Rather, a variety of variations and modifications are possible also make use of the inventive idea and therefore in fall within the protection zone.
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